درجه رقت در جوش چیست ؟!

تعریف درجه رقت

درجه رقت یا به انگلیســـی Dilution به این صورت تعریف میشود ، به درصد مشارکت فلز پایه در فلز جوش درجه رقت گفتـــه می شود. بعبارت دیگر درجه رقت مشخص میکنـــد که ترکیب نهایی فلز جوش به چه صورت است یعنی چه مقدار از ترکیب شیمیایـــی فلز جوش از فلز پایــه و چه مقدار از فیلر یا پرکننده است . روانکار مناسب در میزان درجه رقت نیز موثر است برای خرید محصولات اصلی شرکت ساسول کلیک کنید.

فرمول درجه رقت

درجه رقت چگونه بدست می آید؟ برای بدست آوردن درجـــه رقت جوش باید ترکیب شیمیایی فلز جوش را بدست آورد که این روش به شیوه های مختلفـــی انجام میشود که یکی از این روش ها استفاده از دستگاه کوانتومتری است ، و بدین صورت که با مشخص بودن ترکیب شیمیایی فلز جوش و ترکیب شیمیایی فلز پایه میتوان مشخص کرد که چه میزان فلز پایه در فلز جوش مشارکت کرده است .

با توجـــه به فرمول زیر میتوان درجه رقت را مشخص کرد .

مثــــال ) دو قطعه فولاد 1040 AISI را بصورت اتصال لب به لب [انواع اتصالات جوشکاری] کنار هم قرار میدهیـــم و با استفاده از روش جوشکاری تیگ و فیلر مناسب آنها را جوشکاری میکنیـــم اگر درصد عناصر موجود در فلز جوش پس از آزمایش بصورت زیر باشد ، درجه رقت را محاسبـــه کنید .

درصد عناصر موجود در فلز پایه (۰/۳۷ کربن ، ۰/۰۸ سیلیسیــــم ، ۰/۶ منگنز)

درصد عناصر موجود در فلز جوش(۰/۱۱ کربن ، ۱ کروم ، ۰/۷ منگنز)

با توجه به اطلاعات فوق چون  کربن هم در فلز پایه و هم در فلز جوش وجود دارد میتوانیــم به این صورت درجه رقت را محاسبـــه کنیم .

D=0.11/0/37=0.29

با توجه به محاسبات فوق قابل نتیجه گیری است که درصد رقت در این فرآیند در حدود ۰/۳ یا ۳۰ درصد است یعنـــی فلز پایـــه ۳۰ درصد ترکیب فلز جوش را تشکیل میدهد .

 چرا درجه رقت دارای اهمیت میباشد ؟!

منطقه ی ذوب، منطقه ای از یک جوش ذوبی است که در آن ذوب کامل و انجماد مجدد حين فرایند جوشکاری اتفاق می افتد. ریزساختار منطقه ی ذوب تابعی از ترکیب شیمیایی و شرایط انجماد است. هر گونه تغییر کوچکی در ترکیب شیمیایی اغلب به تغییرات بزرگی در ریزساختار و خواص منجر می شود. لذا به همین دلیل درجه رقت در جوش دارای اهمیت میباشد .

برای بررسی دلیل اهمیت درجه رقت ، باید آن را در سه حالت جوشکاری توضیح بدهیم .

۱) در جوشکاری بدون فلز پر کننده

۲) در جوشکاری همگن (در جوش های که قرار است دو فلز یکسان به همدیگـــر متصل بشوند )

۳) در جوشکاری ناهمگن (در جوش های که قرار است دو فلز متفاوت به همدیگـــر متصل بشوند )

همانطـــور که احتمالاً اطلاع دارید فرآیند جوشکاری هم قابلیت انجام با فلیر(پرکننده) را دارند و هم قابلیت انجام بدون فلیر(پرکننده) پس بدین منظور در جوشکاری بدون فلیر از فلز پر کننده ای استفاده نمی شود و منطقه ی ذوب به وسیله ی ذوب شدن و انجماد مجدد فلز پایه تشکیل می شود.

فرایندهای جوشکاری که با جوشکاری بدون فلیر سازگارند یا ممکن است سازگار باشند، عبارتند از جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی GTAW (جوش آرگون)، جوشکاری الکتروبیــم EBW ، جوشکاری لیزر LBW و جوشکاری پلاسمــا PAW ، جوشکاری مقاومتی و جوشکاری التراسونیک هستند .

در جوشکاری بدون فلز پر کننده حوضچـــــه جوش اساسا همان ترکیب شیمیایی فلز پایه را دارد، به جز در اتلاف های احتمالی ناشی از تبخیر یا جذب گازها از اتمسفر محافظ، به دلیل مسایل جوش پذیری در جوشکاری بدون فلز پر کننده ترکیب شیمیایی فلز پایه نزدیک است.

۲) در جوشکاری همگن (در جوش های که قرار است دو فلز یکسان به همدیگـــر متصل بشوند ) و فلز پر کننده با ترکیب شیمیایی نزدیک به فلز پایه انجام میشود ، ترکیب شیمیایی نهایی فلز جوش مشابــــه فلز پایه است .

بررسی جوش همگن و غیر همگن

اما چرا این مسئلـــه دارای اهمیت است ؟!  ترکیب شیمیایی حوضچـــــه جوش زمانی استفاده می شود که در کاربرد، همخوانی خواص فلز پایه و فلز پرکننده ضروری باشد. خواص‍ی از قبیل پاسخ به عملیات حرارتی با مقاومت خوردگی، نمونه هایی از خواصی هستند.  که در ارتباط با درجه رقت جوش هستنپـــد.

چند مثال رایج از جوش همگن عبارت است از استفاده از فولاد زنگ نزن 316L که به خاطر هم خوانی خواص خوردگی با پر کننده 316L به هم متصل می شوند و استفاده از فلز پرکننده ی E 10016-D2 بر فولاد کرم-مولیبدن دار AISI4130 که معمولاً بعد از آن عملیات حرارتی پس از جوشکاری PWHT انجام میشود . با استفاده از محاسبـــه درجه رقت میتوان مشخص کرد که ترکیب فلز جوش به چه صورت است و  خواص مکانیکـــی و شیمیایی آن را مشخص کرد .

جوش های ناهمگن جوش هایی ذوبی هستند که با فلزات پرکننده ی دارای ترکیبی شیمیایی متفاوت از فلز پایه ایجاد می شوند. در بسیاری از موارد، ممکن است فلزات پرکننده ی مشابه موجود نباشند یا ممکن است خواص ممکن است خواص جوش مطلوب با ترکیب شیمیایی مشابه قابل دستیابی نباشد همچنین باید پذیرفت که ممکن است بسیاری از ترکیبات شیمیایی فلز پایه ذاتــــاً جوش پذیری ضعیفی داشته باشند و استفاده از فلزات پرکننده ی نامشابه برای به دست آوردن خواص با کارایی قابل قبول ضروری باشد.

بعضی از ملاحظاتی که باید در استفاده از فلز فلیر(پرکننده) با ترکیب شیمیایی نامشابه در نظر گرفته شوند عبارتند از استحکام، جلوگیـــری از ایجاد عیوب جوش ، افزایش مقاومت به ترک انجمادی، پاسخگویی به عملیات حرارتی، مقاومت به خوردگی، قیمت فلز پرکننده، و ویژگی های عملیاتی ماده ی مصرفی در زمان استفاده از فلز پر کننده ای که ترکیب شیمیایی متفاوت از فلز پایه دارد، اثرات درجه رقت باید به دقت در نظر گرفته شود.

نمونه هایی معمول از جوش های ناهمگن عبارتند از استفاده از فلز پرکننده ی  308 L بر فلز پایه ی 304 L کـــه برای بهبود جوش پذیری و مقاومت به خوردگی و استفاده از فلز پر کننده  توصیه میشود 4043  و برای بهبود مقاومت به خوردگی و استفاده از فلز پر کننده 6061 توصیه میشود .

همان طور که پیش تر گفته شد، استفاده از جوش های ناهمگن اغلب نیاز به توجه ویژه به اثرات درجه رقت دارند. رقت را می توان به صورت تغییر در ترکیب شیمیایی فلز پرکننده ناشی از مخلوط شدن آن با فلز پایه حین فرایند ذوب شدن تعریف کرد. در بسیاری از موارد، رقت مطلوب نیست و باید به دقت کنترل شود.

برای اکثر فرایندهای جوشکاری، رقت معمولا زیر ۵۰ درصد قرار داده میشود. و فرآیند جوشکاری زیر پودری بیشترین درجه رقت در فرآیندهای مرسوم جوشکاری را دارد و روش جوشکاری تیگ کمترین درجه رقت در فرآیندهای مرسوم جوشکاری را دارد

برای اطلاع از ترک گرم یا انجمادی  روی لینک کلیک کنید.